Способ совместного получения этилена и пропилена

(5 Э 5 УЧЕНИ окисляошении ионном секции 1 табл.,л. М хим еской физики АН хазян и А.А.МантаОСпев Епд. 1951,а 1 к П.И, Пиролиз нефне., М., 1958,., Гребе К. Химия и тЛ,: Химия, 1973.свидетельство СССРС 07 С 11/06, 1986. тян нол ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Оеапзу Я.,47, р.3.Лукьяновсырья на этилеАндреас фгия пропилена,АвторскоеК. 1348329, кл. Изобретение относится к органическойхимии, а именно к производству моноолефинов - пропилена и этилена, и может бытьиспользовано в нефтехимии.Известен способ получения пропиленаи этилена окислением пропана кислородомпри 800 С.Селективность по этилену и пропиленусоставляет соответственно 41,5 и 19% приконверсии пропана 75%.Известны также способы прямого пиролиза пропана и нефтепродуктов в пропилени этилен, в том числе и каталитические,Наиболее близким к предложенномуявляется способ получения пропилена и этилена путем окисления пропана кислородомпри мольном соотношении пропангкислород(1 - 10);1 в двухсекционном реакторе притемпературе 320 С в первой секции и 390 -460 С - во второй,Селективность по сумме моноолефиновсоставляет 80% при конверсии пропана11,25%. 4) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛТИЛЕНА И ПРОПИЛЕНА( 7) Сущность изобретения: пропанют кислородом при мольном состпропан:кислород (3-8):1 в двухсекреакторе при температуре в перво320-450 С, а во второй 600-850 С1 ил. Недостатком известного способа является низкая конверсия пропана,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения этилена и пропилена путем окисления пропана кислородом в двухсекционном реакторе при мольном соотношении пропан: кислород - (3 - 8):1 процесс проводят при температуре в первой секции, равной 320 - 450 С, а во второй - 600-850 С.В первой секции реактора образующиеся при более низкой температуре в результате медленной реакции радикалы типа В 02 и В проходят во вторую секцию, где при более высокой температуре подвергаются направленному превращению, с образованием пропилена и этилена по реакцииСзН 702 - - СзНб+ НО 2Сзн 7 - С 2 Н 4+ СнзПри повышенных температурах алкилперекисные радикалы не образуются из-за смещения равновесия в реакции СзН 7+ 02; .СзН 702 влево.45 50 55 В результате образование пропилена по реакции затруднено. Алкильные радикалы в этих условиях в основном подвергаются распаду с образованием этилена.Проведение реакции в первой секции при относительно низких температурах позволяет перевести алкильные радикалы в соответствующие перекисные радикалы СзН 702. Переходя во=вторую секцию, т.е. в зону высокойтемпературы, перекисные радикалы распадаются с образованием пропилЕна СЗНб.Понйжение-температуры в первой секции реактора ниже 320 С приводит к уменьшению скорости медленной реакций, вместе с тем уменьшается и концентрация радикалов, Это обстоятельство отрицательно сказывается на ход процесса во второй секции реактора.Повышение температуры в первой секции выше 450 С приводит к увеличению концентрации кислородсодержащих продуктов и уменьшению селективности процесса.Повышение температуры процесса окислительного пиролиза во второй секции более 850 С приводит к усилению вторичных реакций, в результате чего образуются метан, смола и т,да следовательно, к понижению селективности по моноолефинам. Понижение температуры процесса ниже 600 С приводит к понижению конверсии,С обогащением исходной смеси кислородом, т,е, при соотношении пропана к кислороду меньше 3 происходит глубокое окисление пропана с образованием кислородсодержащих продуктов, таких как СО, СО 2, Н 20 и т,д.При соотношениях СзНв:02 = 9 уменьшается скорость реакции и падает конверсия .пропана, В этих условиях для повышения скорости реакции необходимо поднять температуру, что приводит к понижению селективности по моноолефинам.Проведение процесса окисления в двух- секционном реакторе при соотношении гропан;кислород = (3 - 8):1 и заданных температурах отличает предлагаемое техническое решение от прототипа и позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна",Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в доугих технических решениях при изучении данной и смежной областей техники, и следовательно, соответствуют в заявляемом решении критерию "существенные отличия". 5 10 15 20 25 30 35 40 На чертеже представлена схема реакционного узла, в котором проводится превращение пропана. (Узел имеет электропечь 1, первую и вторую зоны реактора 2, термопары 3, штуцер 4 для отбора газов для анализа).Газовый поток иэ баллонов последовательно проходит через обе секции реактора. В первой секции протекает предварительная подготовка процесса, а во второй - основной процесс, Секции разделены узкой перемычкой, в которой скорость газового потока высокая и превышает скорость распространения пламени. Подогрев двух секций производится раздельно, а заданные температуры поддерживаются терморегуляторами. Реактор снабжен боковыми и торцевыми штуцерами, через которые в реактор вводятся термопарные зонды, а. также производится отбор пробы на анализ продукт в реакции,П р и м е р 1, Исходную смесь при молярной соотношении пропана к кислороду, равном 4,1, через реометр и смеситель при атмосферном давлении подают в первую секцию реактора, температура которой составляет 450 С. Время контакта в первой секции 2,15 с. Далее смесь поступает во вторую секцию, где при 640 С подвергается дальнейшему превращению. Время контакта во второй секции составляет 1,29 с. Расходы пропана и кислорода соответственно равны 292 л/ч и 73 л/ч.Селективность по сумме моноолефинов составляет 72 О по массе), по пропилену - 33,5 при кон версии и ро пан а 61,5 ,Состав продуктов реакции следующий, б о,С 2 Нб 2; СЗНб 13,9; С 2 Н 4 25,4. СНЗОН 0,3; СНЗСНО 0,6; С 2 Н 400,8; Н 27,0; СН 418,5; СО 10,8; С 02 2,2; СН 20 0,3; СЗНв 17,5, 02 0,7 П р и м е р 2, В условиях примера 1 проведено окисление пропана кислородом при соотношении СЗНв:02 = 8:1, Т 1 = 380 С, Т 2 = 825 С, тк = 4 сСостав продуктов реакции следующий, об, О :С 2 Нб 2,8; СзНб 13 СзНв 14,1; 020,5; С 2 Н 4 28; Н 2 11; СН 4 21,2; СО 5,5; СО 2 1,9Селективностьпо моноолефинам 70,8пропилену 28,3при конверсии 75,4В таблице приведены результаты экспериментов при различных соотношениях пропан:кислород и различных температурах в первой и во второй секциях реактора,1768570 Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое решение обеспечивает повышение селективности как по сумме моноолефинов, так и по пропилену при достаточно высокой конверсии пропана.Формула изобретения Способ совместного получения этилена и пропилена путем окисления пропана кислородом в двухсекционном реакторе при повышенной температуре и молярн ом соотношении пропан:кислород (3 - 8):1, 5 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения конверсии, процесс проводят при температуре в первой секции 320- 450 С, а во второй 600 - 850 С. 10 Т 1, С Т 2, ОС СЗН 8:02 Селективность по моноолеинам,СелективНОСТЬ ПО пропилеПример Кнверсияпропана,% тк с СоставиТехред М Н, Мнацаканянргентал Корректор В, Петр актор аказ 3618 Тираж 341 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гага 01 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3:1 4;1 4;1 4;1 4;1 4:1 5:1 5:1 5;1 8:1 8:1 8:1 8:1 2:1 9:1 6061,557,155,264,8966067,843,449,762,469,175,472,278 69,27272,572,767,64872,370,775,273,272,67270,84563 30,0 33,5 32 32,1 29,2 21,8 31 30,3 38,5 37,2 31.,2 31 28,3 18,1 18,5